FPGAの用途としては、デジタル信号処理、ソフトウェア無線、アビオニクス、ASICのプロトタイピング、医用画像処理、コンピュータビジョン、音声認識、暗号、バイオインフォマティクス、コンピュータハードウェアのエミュレータ、電波天文学、金属探知機など多岐にわたる。FPGAは本来CPLDと競合するものとして、プリント基板上のグルー・ロジックを対象としていた。その後、規模や機能や性能が向上するにつれ、扱う機能範囲が拡大していき、システム・オン・チップとしてマーケティングされるまでになった。特に1990年代後半にFPGAに独立した乗算器が組み込まれると、それまでDSPが扱っていた分野にまでFPGAが採用されるようになっていった。FPGAは特に高い並列性が期待できる分野やアルゴリズムの実装で威力を発揮する。例えば暗号解読がその典型例で、総当り攻撃の実装にはFPGAが適している。暗号化や動画の圧縮、伸張、画像処理、ニューラルネットワーク処理などのロジックをチップ内部に持てるようになり、特定の用途の処理を高効率かつ高速化が可能になる。一例としてマイクロプロセッサーとFPGAで電力当たりの性能を比較した場合、検索処理では約10倍、複雑な金融モデルの解析では実に約25倍もFPGAの方が性能が高いとされる。FPGAは高性能計算用途にも採用されつつあり、高速フーリエ変換や畳み込みといった演算をマイクロプロセッサとソフトウェアの代わりにFPGAで実装するといった使い方がなされている。FPGAの論理リソースは本質的に並列動作可能であるため、クロック周波数が低くても計算時間を大幅に短縮できる可能性がある。またFPGAの柔軟性を利用すれば、、演算精度と同時に動作する演算ユニット数のトレードオフにより、さらに高い演算性能を達成できる。ここから時間のかかる計算をソフトウェアからFPGAに肩代わりさせるという考え方が生まれ、再構成可能コンピューティングと呼ばれるようになった。ソフトウェアに比べてFPGAの構成の設計は複雑で時間がかかることから、高性能計算におけるFPGAの採用は限定的なものとなっている。従来からFPGAは生産量の少ない特定分野向け用途で使われてきた。生産量が少ない場合、ASICよりもFPGAの方がコストが低くなる。近年はこの境目が変化しつつあり、FPGAの方がコストと性能の面でASICよりも優れているという範囲が広がってきている。並列計算でない用途としては、異なる信号規格どうしの回路信号の変換器としての用途もある。
1958年から映画音楽の作曲活動も開始する。初期はイタリアの喜劇役者トトやウーゴ・トニャッツィが主演したイタリア式コメディの映画音楽が主な活動であった。1965年に、ジョルジョ・フェッローニ監督、ジュリアーノ・ジェンマ主演によるマカロニ・ウェスタン映画の傑作『荒野の1ドル銀貨』Un dollaro bucato（1965年）の音楽を担当する。この映画が大ヒットしたことによって、音楽を作曲したフェッリオの知名度も高まる。この映画のテーマ曲はフレッド・ボングストが歌ったカンツォーネのヒット曲「君が君でなかったら」Se tu non fossi bella come sei をアレンジして流用した曲だったが、映画のヒットによって原曲を上回る知名度と人気を得た。『荒野の1ドル銀貨』の翌年にジョルジョ・フェッローニ監督とジュリアーノ・ジェンマがふたたび組んだ傑作マカロニ・ウェスタン『さいはての用心棒』 Per pochi dollari ancora（1966年）の音楽も担当し、映画・音楽ともにふたたび大ヒット。1960年代の日本では『荒野の1ドル銀貨』と『さいはての用心棒』によって、フェッリオの作曲家としての名声が確立した。1970年前後からは、マカロニ・ウェスタンの衰退と入れ替わるように流行したジャッロ（イタリア製スリラー映画）の音楽を多く担当する。フェッリオが手掛けたジャッロの映画音楽の中でも、多くのカンツォーネを提供したミーナによるスキャットを取り入れた、"La morte accarezza a mezzanotte"（1972年）の音楽は人気が高い。エロティック系の映画に提供した官能的な美しさの音楽も完成度が高い。『エマニエル夫人』（1975年）の原作者として知られるエマニュエル・アルサンの小説を『エマニエル夫人』以前にイタリアで映画化した"Io, Emmanuelle"（1969年）の音楽を担当した際は、特にミーナが歌った主題歌がイタリアで大ヒットし、イタリアでは複数の歌手がカバーしてスタンダード曲となった。前述のユーラ・デ・パルマのシスティーナ劇場リサイタルでも、ジャンニ・フェッリオ自身の編曲・指揮によってユーラ・デ・パルマが "Io, Emmanuelle" を歌っている。1960年代にヒットしたハンガリー人女優テリー・トルダイ主演の、"I dolci vizi... della casta Susanna"（1967年）、"Susanna... ed i suoi dolci vizi alla corte del Re"（1968年）、"Il trionfo della casta Susanna"（1969年）の三部作から成る歴史エロティック映画「スザンナ」シリーズに提供した甘美な映画音楽も知られている。1972年には『かくも長き不在』（1961年）のアンリ・コルピ監督がジュール・ヴェルヌの「神秘の島」を原作にしたテレビドラマ『ミステリー島探検／地底人間の謎』 L'isola misteriosa e il capitano Nemo（1972年）の音楽を担当した。この映画の音楽はエンニオ・モリコーネの映画音楽で多くのスキャットを歌った女性歌手エッダ・デロルソのスキャットを取り入れている。このドラマは後に再編集されて劇場公開され、劇場版は日本でも公開された。また、『ミステリー島探検／地底人間の謎』の主題曲は製作後の1974年にイタリア語の歌詞がつけられ、フェッリオとの親交が深いミーナが"Trasparenze" というタイトルで歌っている。フェッリオはイタリア映画界の重鎮エルマンノ・オルミ監督の『婚約者たち』I fidanzati（1963年）および"I recuperanti"（1969年）でも音楽を担当している。ただしエルマンノ・オルミはイタリア人監督としては珍しく、あまり音楽を重要視した演出を行わない監督なので、これらの作品のサウンドトラックに関しては語られる機会はほぼ無い。